Muisti-innovaatiot tasoittavat tietä EU:n tietotekniikan riippumattomuudelle

Chalmersin teknillisen yliopiston ja Göteborgin yliopiston kehittämä uusi teknologia auttaa EU:ta perustamaan omaa kilpailukykyistä tietokoneteollisuutta. Tutkijat ovat kehittäneet komponentteja, jotka ovat kriittisiä mikrosirun sisäisen muistin optimoinnissa, mikä on avaintekijä seuraavan sukupolven tietokoneiden suorituskyvyn parantamisessa.

Tutkimusjohtaja, professori Per Stenström on kollegoidensa kanssa keksinyt uusia tapoja saada välimuisti toimimaan älykkäämmin. Välimuisti on paikallinen muisti, joka tallentaa väliaikaisesti usein käytettyjä tietoja, mikä parantaa tietokoneen nopeutta ja suorituskykyä.

”Ratkaisumme avulla tietokoneet voivat noutaa dataa huomattavasti aiempaa nopeammin, sillä välimuisti pystyy hallitsemaan paljon enemmän käsittelyelementtejä kuin useimmat olemassa olevat järjestelmät. Tämä mahdollistaa huomisen tehokkaiden tietokoneiden vaatimusten täyttämisen”, sanoo Chalmersin teknillisen yliopiston ja Göteborgin yliopiston tietojenkäsittelytieteen ja tekniikan laitoksen professori Per Stenström.

Ratkaisu parantaa välimuistin pääsyä tietoon siitä, miten ja missä dataa käsitellään järjestelmässä. Tämän seurauksena välimuistista tulee parempi datan hallinnassa, mikä lisää sen nopeutta.

Tämä innovaatio on osa eurooppalaista projektia, The European Processor Initiative (EPI), jonka tavoitteena on luoda eurooppalainen prosessoriteollisuus ja tehdä Euroopasta riippumaton korkean suorituskyvyn laskentasirujen osalta. Per Stenströmin mukaan EU:n jäsenvaltioiden on valvottava koko ketjua immateriaalioikeuksista valmistukseen, jotta Euroopan pääsy tietokoneisiin turvattaisiin.

Saksan Johannes Gutenbergin yliopiston Mainzin (JGU) tutkijaryhmä on myös saavuttanut edistystä muistitekniikassa läheisessä yhteistyössä ranskalaisen magneettisen hajasaantimuistiyrityksen Antaiosin kanssa.

Tutkijoiden innovaationsa perustuu edistyneeseen Spin-Orbit Torque (SOT) Magnetic Random-Access Memory (MRAM) -muistiin, joka tarjoaa toiminnallisesti suorituskykyisen ja energiatehokkaan ratkaisun datan käsittelyyn ja tallentamiseen, mikä olisi muutosaskel eteenpäin teknologioissa älypuhelimista supertietokoneisiin. Uusi SOT-MRAM-muistiteknologia voisi esimerkiksi korvata entistä paremmin välimuistin tulevaisuuden tietokonearkkitehtuureissa.

Hyödyntämällä aiemmin laiminlyötyjä kiertoratavirtoja JGU:n ja Antaiosin tutkijat ovat nyt kehittäneet ainutlaatuisen magneettisen materiaalin, joka sisältää elementtejä, kuten ruteenia, SOT-kanavana SOT MRAM:n perusrakennuspalikkana – parantaakseen merkittävästi suorituskykyä.

Innovaatio tuottaa yli 50 prosentin vähennys kokonaisenergiankulutuksessa ja 30 prosentin lisäys toimintatehokkuuteen sekä 20 prosentin vähennys syöttövirrassa, joka tarvitaan magneettiseen kytkentään datan tallentamiseksi

Lisäksi saavutettiin lämpöstabiilisuuden kerroin, joka takaa datan yli 10 vuoden säilytysajan.

Tämäkin työ liittyy EU:n tutkimus- ja innovaatio-ohjelmiin.

Aiheesta aiemmin:

Parempaa energiatehokkuutta tietojenkäsittelyyn

Uusia muistiratkaisuja spineillä ja pyörteillä